500년 만에 최악의 가뭄, 한국 가뭄 해소 가능한 초유의 기술개발

 

최근 500년 만에 최악의 가뭄을 겪고 있는 유럽 대륙의 위성 사진이 공개되며 전 세계의 공포를 안겨주고 있습니다.

 

위성이 촬영한 이 사진은 불과 1년 만에 유럽이 가뭄으로 어떻게 변했는지를 한눈에 보여줬는데요. 먼저 지난해 7~8월 위성 사진을 보면 유럽 대륙 전역이 초록빛으로 가득 차 있었으나 1년이 흐른 올해는 많은 지역이 갈색으로 바뀌었음을 알 수 있습니다. 나라별로 보면 영국과 프랑스 북부 독일이 건조하게 바뀌면서 가뭄에 민감한 식물 다수가 사라진 것이 육안으로 확인됐는데요.

 

그런데 같은 시각 아무런 대책이 없는 유럽과 달리 최근 한국에서 국지적 가뭄을 해소할 수 있는 초유의 기술이 개발돼 러브콜을 받고 있습니다. 아무것도 없는 말은 땅의 수도꼭지를 연결하자 마치 저수지에서 퍼 올린 듯 물이 쏟아져 나오는 모습은 기적이라 해도 과언이 아닌데요. 원래 불가능이 없는 한국이라지만 과학적으로 설명되지 않는 이 현상은 현재 물 부족을 겪고 있는 세계 여러 나라들을 경악시키기에 충분했습니다.  

 

▲ 지난해 7월 1일~8월 31일과 올해 7월 1일~8월 31일 위성으로 포착한 가뭄으로 인해 변한 유럽의 모습. 사진=Copernicus.

 

▲ 지난해 여름과 올해 여름 네덜란드의 변화 모습. 사진=Copernicus.

 

어떻게 이런 기술이 가능했는지 자세히 알아보도록 하겠습니다. 2022년 지구의 운명이 크게 바뀌고 있습니다. 500년 만에 최악의 가뭄을 맞이한 유럽과 미국은 국토의 대부분이 지난 1200년 중 가장 메마른 상태로 분석됐습니다. 중국 양쯔강에서는 물속에 잠겨 있던 600년 된 불상이 드러난다거나 아프리카에서는 6년 이상 지속된 가뭄으로 기아 인구가 두 배 이상 증가했는데요.

 

지난 7월 최악의 폭염이 닥친 영국 히스로 공항에서는 40.2도가 관측됐고 중부 코닝스비에서는 사상 최고 40.3도가 기록되기도 했습니다. 영국 기상청은 올해 폭염이 기후변화 때문에 10배 심해진 것으로 추정하며 폭염이 단순히 더 뜨거워지는 게 아니라, 더 길어져 그 기간도 50년 사이 3배로 늘어났다고 밝혔습니다.  

 

유럽이 500년 만의 최악 가뭄에 직면, 대륙 면적의 3분의 2가 경계 및 경고 상태에 놓여 내륙 운송과 전기 생산, 작물 재배 등에 큰 차질이 빚어지고 있는 것으로 나타났다.

 

유럽연합 산하 코페르니쿠스 기후변화 서비스는 유럽의 올해 여름 평균 기온이 역대 1위를 기록했다며 2021년 0.4도 2018년보다 0.8도 높았다고 밝혔습니다. 세계 가뭄 관측기구인 GDO의 보고서 또한 유럽의 가뭄은 47%가 경고, 17%가 경계 상태라고 지적하며 1540년 대륙을 강타한 초대형 가뭄 이후 가장 건조한 날씨로 예상된다는 등 그 원인으로 인간의 활동을 지목했습니다.

 

뉴욕타임스에 따르면 라인강과 다뉴브강 등 유럽 주요 강을 크루즈 여객선을 타고 여행하는 상품들이 최근 이상 기후로 운영의 차질을 빚고 있다고 보도했습니다. 선박 26 척을 소유하고 있는 독일 리버크루즈 회사 아마워터웨이즈 측은 라인 강 하구의 수위가 너무 낮을 때에는 크루즈 승객을 버스편으로 인근 마을에 데려간 뒤 수위가 더 높은 지점으로 승객들을 다시 데려와 배에 태운다고 설명했습니다. 선박을 운영할 정도로 거대한 강이 한순간의 바닥을 드러낸 것입니다.  

 

유럽을 가로지르는 론강, 라인강, 다뉴브강을 따라 즐기는 리버크루즈는 패키지 여행으로 가기 힘든 유럽의 소도시를 기항할 수 있어 더욱 인기가 높다. 여행 내내 창 밖으로 펼쳐지는 유럽의 아름다운 풍광과 맛있는 음식, 고품격의 서비스들은 여행을 더욱 풍성하게 만든다.

 

이에 따라 전문가들은 지중해 연안과 남미 남부 등 특정 지역에서 금세기 중반에 일어났던 최대 가뭄이 최소 5년 이상 지속될 것이라는 예측을 처음으로 내놨습니다. 온실가스 배출을 크게 줄여도 일부 지역에서는 10년 내 대재난이 일상화될 것이라는 분석입니다. 국제 공동연구팀이 시뮬레이션을 이용해 전 세계 강물의 미래 변동성을 분석한 결과는 충격적이었습니다.

 

최근에 지구 온난화로 라니냐 현상이 빈번해지면서 20세기에 비해 21세기의 가뭄 현상이 10배 더 증가할 것이란 연구 결과를 공개했습니다. 이는 북미와 중미 동아시아 남아시아 등 전 세계 곳곳에서 동시다발적으로 가뭄이 발생할 것이란 분석으로 올해 일어난 가뭄은 겨우 시작에 불과하다는 것이죠. 합성 가뭄지수인 CDI의 분석을 보면 유럽 국토의 사 47%에서 강수량이 평년보다 줄어 토양수분 함량이 경계 단계이고 17%는 식물과 곡물이 가뭄으로 타 들어 가는 심각 단계에 이르러 설명했습니다. 다시 말해, 가뭄은 갈수록 고착화될 것이고. 물을 끌어올릴 새로운 기술 혁신이 나오지 않는다면 극심한 고통에 시달릴 것을 의미했죠. 

 

 

혹심한 가뭄으로 물길 끊어진 프랑스 루아르강 .

 

애슈턴 킨스 지역에 바닥이 보이는 템스강.

 

그런데 최근 한국에서 개발된 놀라운 기술 하나가 절망에 빠진 유럽인들에게 새로운 희망이 되고 있습니다. 국내 연구진들이 물 공급 소외 지역인 강원도 춘천시에 샌드댐이라는 신기술을 개발, 시공까지 최종 완료한 것으로 드러났습니다.

 

샌드댐이란 건조 지역에서 연간 드물게 발생하는 홍수를 저류시켜 흙 입자를 침전시킨 후 그 속에 저장된 물을 건조 시에 활용하는 시설입니다. 모래 안에 물이 저장되므로 증발 손실이 적고 모래층을 통과해 수질이 개선되는데다 겨울에는 흙 속에 물이 저장되어 얼지 않는 장점도 갖고 있는데요.  

 

건설연이 춘천시 북산면 물로리 지역에 완공한 샌드댐 모습. [사진=건설연 제공].

 

한국건설연구원에 따르면 한국의 상수도 보급률은 97.5 %지만 미보급 지역과 소규모 수도시설 지역 가뭄 취약 지역으로 이곳에 대한 안정적인 수원 확보가 국가적 과제였다고 밝혔습니다. 일례로 2016년 2월 춘천시는 계곡물 결빙과 수자원 고갈 때문에 소방서와 춘천시가 연합하여 급수 차량 지원을 통해 식수를 공급한바 있었기에 국내에서 시공된 바가 없었던 샌드댐을 시험하기에 여기만큼 좋은 장소가 없었는데요.

 

건설연 수자원 하천 연구본부 연구팀은 춘천시 북산면 지역에 국내 최초로 바이패스형 샌드댐을 시공했습니다. 바이패스란 하천 옆 바닥이나 변두리의 자갈 모래층에 함유돼 있는 물인 복류수를 간접 취수하는 방식인데요. 빠르게 흐르는 계곡을 직접 막을 경우 댐에 유실 같은 안전 문제가 발생할 수 있기 때문에 간접 취수 방식을 적용한 것입니다.  

  

모래에서 물이...샌드댐 기술 국내 첫 개발 .

 

즉 계곡 하천 옆 소규모 취수원 하부에 샌드댐을 설치하고 확보된 공간에 모래를 채운 후 그 아래에 배관시설을 덧씌운 방식으로 그 결과 평상시 공급유량이 일 평균 150톤으로 크게 증가했으며 수질 또한 식수로서 사용하기에 적합한 것으로 나타났습니다. 특히 극한 가뭄이 오더라도 최소 10일 이상은 연속적인 물 공급이 가능하기 때문에 근본적인 가뭄 대응책이 마련됐다는 점에서 의의가 있었죠.

 

참고로 국내 산간 지역에 위치한 샌드댐의 경우 사방댐의 존재 여부에 따라 시설 효율 차이가 극심한 것으로 알려졌습니다. 샌드댐의 유형은 상류 사방댐의 존재 여부에 따른 독립형과 다단형 샌드댐이 있고 계곡수의 흐름을 유도하여 취수하는 방식의 바이패스형 3가지 유형으로 대표됩니다. 독립형의 경우 사방기능과 취수댐의 역할을 동시에 수행할 수 있지만 퇴적물로 인한 취수량 저하와 탁도 문제가 자주 발생합니다.  

 

 

다단형 샌드댐은 사방기능댐과 취수댐이 분리되어 있어 비교적 안정적인 취수가 가능하고 유지관리 주기가 비교적 긴 편인데요. 마지막으로, 바이패스형 샌드댐은 계곡의 한쪽 안부에 설치하므로 시설 유지 조건이 우수하고 체움재 유실 및 상부 퇴적물과 같은 홍수시의 위험으로부터 안정적인 편이나 설치 가능 부지가 제한적입니다.

 

한국은 미급수 지역과 가뭄 피해가 집중된 강원 및 충청 지역에만 무려 7시곳의 샌드댐 후보지가 존재했습니다. 후보지는 자료 수집과 위성 지도 및 현장 답사를 통해 파악했으며 이 과정에서 적지 선정 방법인 A이HP 로 샌드 된 건설계획을 수립했습니다. 시각 유럽에서 가뭄에 대한 대비시설로 오로지 바닷물을 감수하여 상시 활용하거나 하수를 이용하는 방안 혹은 폭우가 내렸던 지역의 빗물을 받아 공급한다는  

 

한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)은 가뭄 시 급수차가 동원돼야만 하는 물공급 소외지역에 물이 끊기지 않도록 공급할 수 있는 모래저장형댐(이하 샌드댐)을 환경부 연구사업을 통해 우리나라에서 최초로 개발했다고 밝혔다.

 

 

다단형 샌드댐은 사방기능댐과 취수댐이 분리되어 있어 비교적 안정적인 취수가 가능하고 유지관리 주기가 비교적 긴 편인데요. 마지막으로, 바이패스형 샌드댐은 계곡의 한쪽 안부에 설치하므로 시설 유지 조건이 우수하고 체움재 유실 및 상부 퇴적물과 같은 홍수시의 위험으로부터 안정적인 편이나 설치 가능 부지가 제한적입니다.

 

한국은 미급수 지역과 가뭄 피해가 집중된 강원 및 충청 지역에만 무려 70곳의 샌드댐 후보지가 존재했습니다. 후보지는 자료 수집과 위성 지도 및 현장 답사를 통해 파악했으며 이 과정에서 적지 선정 방법인 AHP 로 샌드댐 건설계획을 수립했습니다.

 

그 시각 유럽에서 가뭄에 대한 대비시설로 오로지 바닷물을 담수화하여 상시 활용하거나 하수를 이용하는 방안 혹은 폭우가 내렸던 지역의 빗물을 받아 공급한다는 등의 원론적인 방법만이 언급되고 있었습니다. 하지만 이는 특정 지역에만 국한된 해결책에 불과했습니다.

 

바다에서 멀리 떨어져 있거나 폭우조차 쏟아지지 않는 지역은 아예 해당 사항이 없었는데요. 게다가 독일 포츠담 기후 연구소에 따르면 유럽의 가뭄은 단순히 비가 덜 오는 것이 아니라 기온의 상승으로 토양의 수분이 줄어들고 있는 것이 문제라며 보다 근본적인 해결책이 필요함을 역설했습니다.

 

특별한 대책이 없는 세계 각국이 한국의 샌드댐에 목매는 이유가 바로 여기에 있습니다. 특히 기후변화가 극심한 아프가니스탄 케냐 짐바브웨 등 10개국에서 매우 높은 관심을 보이고 있는데요. 이들은 특별한 투자금 없이도 쉽게 건설이 가능한 샌드댐을 유일한 희망으로 보고 있으며 지금껏 제 3세계에 많은 도움을 준 한국이 다시 한번 자비를 베풀기 위에해 간절하게 바라고 있는 실정이죠.  

가뭄으로 죽어가는 가축들을 지켜보는 에티오피아 목축업자 호든 (© Pablo Tosco/Oxfam Intermon).

 

앞으로 수천 만 명의 목숨이 한국에 달려 있습니다. 모두가 불가능이라고 외칠 때 항상 새로운 아이디어와 기술로 난관을 해쳐왔던 한국이 미래 기후변화 극복의 핵심 기술국으로 떠오르길 기대해 보겠습니다.